数据结构C语言版 平衡二叉树

/*数据结构C语言版平衡二叉树P236编译环境：Dev-C++ 4.9.9.2日期：2011年2月15日*/#include <stdio.h>#include <malloc.h>#define LH +1 // 左高#define EH 0 // 等高#define RH -1 // 右高#define N 5 // 数据元素个数typedef char KeyType; // 设关键字域为字符型typedef struct{KeyType key;int order;}ElemType; // 数据元素类型// 平衡二叉树的类型typedef struct BSTNode{ElemType data;// bf结点的平衡因子,只能够取0，-1，1，它是左子树的深度减去// 右子树的深度得到的int bf;struct BSTNode *lchild,*rchild; // 左、右孩子指针}BSTNode,*BSTree;// 构造一个空的动态查找表DTint InitDSTable(BSTree *DT){*DT=NULL;return 1;}// 销毁动态查找表DTvoid DestroyDSTable(BSTree *DT){if(*DT) // 非空树{if((*DT)->lchild) // 有左孩子DestroyDSTable(&(*DT)->lchild); // 销毁左孩子子树if((*DT)->rchild) // 有右孩子DestroyDSTable(&(*DT)->rchild); // 销毁右孩子子树free(*DT); // 释放根结点*DT=NULL; // 空指针赋0}}// 算法9.5(a)// 在根指针T所指二叉排序树中递归地查找某关键字等于key的数据元素，// 若查找成功，则返回指向该数据元素结点的指针,否则返回空指针。

BSTree SearchBST(BSTree T,KeyType key){if((!T)|| (key == T->data.key))return T; // 查找结束else if(key < T->data.key) // 在左子树中继续查找return SearchBST(T->lchild,key);elsereturn SearchBST(T->rchild,key); // 在右子树中继续查找}// 算法9.9 P236// 对以*p为根的二叉排序树作右旋处理，处理之后p指向新的树根结点，即旋转// 处理之前的左子树的根结点。

void R_Rotate(BSTree *p){BSTree lc;lc=(*p)->lchild; // lc指向p的左子树根结点(*p)->lchild=lc->rchild; // lc的右子树挂接为p的左子树lc->rchild=*p;*p=lc; // p指向新的根结点}// 算法9.10 P236// 对以*p为根的二叉排序树作左旋处理，处理之后p指向新的树根结点，即旋转// 处理之前的右子树的根结点。

void L_Rotate(BSTree *p){BSTree rc;rc=(*p)->rchild; // rc指向p的右子树根结点(*p)->rchild=rc->lchild; // rc的左子树挂接为p的右子树rc->lchild=*p;*p=rc; // p指向新的根结点}// 算法9.12 P238// 对以指针T所指结点为根的二叉树作左平衡旋转处理，本算法结束时，// 指针T指向新的根结点。

void LeftBalance(BSTree *T){BSTree lc,rd;lc=(*T)->lchild; // lc指向*T的左子树根结点switch(lc->bf){ // 检查*T的左子树的平衡度，并作相应平衡处理case LH: // 新结点插入在*T的左孩子的左子树上，要作单右旋处理(*T)->bf=lc->bf=EH;R_Rotate(T);break;case RH: // 新结点插入在*T的左孩子的右子树上，要作双旋处理rd=lc->rchild; // rd指向*T的左孩子的右子树根switch(rd->bf){ // 修改*T及其左孩子的平衡因子case LH:(*T)->bf=RH;lc->bf=EH;break;case EH:(*T)->bf=lc->bf=EH;break;case RH:(*T)->bf=EH;lc->bf=LH;}rd->bf=EH;L_Rotate(&(*T)->lchild); // 对*T的左子树作左旋平衡处理R_Rotate(T); // 对*T作右旋平衡处理}}// 对以指针T所指结点为根的二叉树作右平衡旋转处理，本算法结束时，// 指针T指向新的根结点void RightBalance(BSTree *T){BSTree rc,rd;rc=(*T)->rchild; // rc指向*T的右子树根结点switch(rc->bf){ // 检查*T的右子树的平衡度，并作相应平衡处理case RH: // 新结点插入在*T的右孩子的右子树上，要作单左旋处理(*T)->bf=rc->bf=EH;L_Rotate(T);break;case LH: // 新结点插入在*T的右孩子的左子树上，要作双旋处理rd=rc->lchild; // rd指向*T的右孩子的左子树根switch(rd->bf){ // 修改*T及其右孩子的平衡因子case RH: (*T)->bf=LH;rc->bf=EH;break;case EH: (*T)->bf=rc->bf=EH;break;case LH: (*T)->bf=EH;rc->bf=RH;}rd->bf=EH;R_Rotate(&(*T)->rchild); // 对*T的右子树作右旋平衡处理L_Rotate(T); // 对*T作左旋平衡处理}}// 算法9.11// 若在平衡的二叉排序树T中不存在和e有相同关键字的结点，则插入一个// 数据元素为e的新结点，并返回1，否则返回0。

若因插入而使二叉排序树// 失去平衡，则作平衡旋转处理，布尔变量taller反映T长高与否。

int InsertAVL(BSTree *T,ElemType e,int *taller){if(!*T){ // 插入新结点，树“长高”，置taller为1*T=(BSTree)malloc(sizeof(BSTNode));(*T)->data=e;(*T)->lchild=(*T)->rchild=NULL;(*T)->bf=EH;*taller=1;}else{if(e.key == (*T)->data.key){ // 树中已存在和e有相同关键字的结点则不再插入*taller=0;return 0;}if(e.key < (*T)->data.key){ // 应继续在*T的左子树中进行搜索if(!InsertAVL(&(*T)->lchild,e,taller)) // 未插入return 0;if(*taller)// 已插入到*T的左子树中且左子树“长高”switch((*T)->bf) // 检查*T的平衡度{case LH:// 原本左子树比右子树高，需要作左平衡处理LeftBalance(T);*taller=0; //标志没长高break;case EH:// 原本左、右子树等高，现因左子树增高而使树增高(*T)->bf=LH;*taller=1; //标志长高break;case RH:// 原本右子树比左子树高，现左、右子树等高(*T)->bf=EH;*taller=0; //标志没长高}}else{// 应继续在*T的右子树中进行搜索if(!InsertAVL(&(*T)->rchild,e,taller)) // 未插入return 0;if(*taller) // 已插入到T的右子树且右子树“长高”switch((*T)->bf) // 检查T的平衡度{case LH:(*T)->bf=EH; // 原本左子树比右子树高，现左、右子树等高*taller=0;break;case EH: // 原本左、右子树等高，现因右子树增高而使树增高 (*T)->bf=RH;*taller=1;break;case RH: // 原本右子树比左子树高，需要作右平衡处理RightBalance(T);*taller=0;}}}return 1;}// 按关键字的顺序对DT的每个结点调用函数Visit()一次void TraverseDSTable(BSTree DT,void(*Visit)(ElemType)){if(DT){TraverseDSTable(DT->lchild,Visit); // 先中序遍历左子树Visit(DT->data); // 再访问根结点TraverseDSTable(DT->rchild,Visit); // 最后中序遍历右子树}}void print(ElemType c){printf("(%d,%d)",c.key,c.order);}int main(){BSTree dt,p;int k;int i;KeyType j;ElemType r[N]={{13,1},{24,2},{37,3},{90,4},{53,5}}; // (以教科书P234图9.12为例)InitDSTable(&dt); // 初始化空树for(i=0;i<N;i++)InsertAVL(&dt,r[i],&k); // 建平衡二叉树TraverseDSTable(dt,print); // 按关键字顺序遍历二叉树printf("\n请输入待查找的关键字: ");scanf("%d",&j);p=SearchBST(dt,j); // 查找给定关键字的记录if(p)print(p->data);elseprintf("表中不存在此值");printf("\n");DestroyDSTable(&dt);system("pause");return 0;}/*输出效果：(13,1)(24,2)(37,3)(53,5)(90,4) 请输入待查找的关键字: 53 (53,5)请按任意键继续. . .*/。